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基于LabVIEW和CAN总线的汽车发动机检测系统
摘 要：本文介绍了利用成熟的CAN总线通信设备,连接便携式PC机与车载OBD诊断接口建立通信,借助LabVIEW虚拟仪器软件开发平台设计出汽车发动机检测系统,实现汽车发动机运行数据的动态显示,可以满足汽车检测相关专业教学的需求.
关键词：CAN总线；车载诊断；LabVIEW；汽车发动机检测
1引言
传统的汽车故障诊断方法借助“看、听、摸、嗅”等手段,配合基本的检测设备,只能大致地确定汽车的性能状况,对故障的检测主要依赖于技术人员的经验判断.现代汽车装备了大量的电子元件,可以实时、动态地对发动机运行状况进行检测,催生出现代化的汽车检测诊断方法.本文从职业院校的教学实际出发,借助成熟的CAN总线分析仪,利用LabVIEW虚拟仪器平台开发出一套汽车发动机在线检测系统,具有一定的教学应用价值.
2基于CAN通信的车载诊断协议
为了便于对车辆排放进行检测,汽车车载诊断(OBD)系统中对基于CAN总线的网络各层所使用的标准进行了规定,如表1所示.
本课题所设计的汽车发动机测控教学系统主要借助于通用OBD诊断协议中的应用层协议即IS015031-5协议,实现汽车在线检测与故障诊断模块.
3汽车发动机检测系统硬件选取与实现
本课题设计开发的汽车发动机测控系统使用CANalyst-II分析仪采集卡采集4G15T型发动机各传感器在运行过程中产生的各种信号,通过CAN数据采集卡采集汽车CAN总线实时数据,利用USB接口传递到PC机,经过分析,借助于Labview虚拟仪器软件进行系统登录,数据显示等功能硬件连接如图1所示.
数据采集卡用来采集汽车CAN总线的数据并通过USB接口传输到PC机,本文选用的是珠海创芯光电科技有限公司生产的CANalyst-II分析仪.它配备了2个通道CAN接口,支持CAN2.OA和CAN2．OB协议,支持标准帧和扩展帧.通过USB接口连接电脑,便可以实现数据的获取与传输.
4基于LabVIEW的发动机检测系统软件设计
为了能动态检测发动机运行时的各项数据,本程序主要设计了设备的打开与初始化,发送请求报文,接收响应报文并处理显示这三个部分.为了与CANalyst-II分析仪的硬件配置相结合,在软件设计时主要是采用调用库函数节点的方法来实现.首先要调用设备打开与初始化函数,使CAN分析仪工作并将相应通道初始化.
在CAN总线通信中,请求报文最终是以数组的方式来发送的,所以采用LabVIEW的创建数组函数来创建CAN报文.按照CAN报文的格式来创建数组,VCI_CAN_OBJ结构体总共是24个字节,每个字节长度是8位,其中只有Data中的8个字节是请求报文的内容.将创建的数组经过VCI_Tranit函数进行发送,使用VCI-Receive函数从指定的设备CAN通道的接收缓冲区中读取数据.
对于获取到的数据,首先对其ID进行判定,通常ECU返回的地址为“Ox7E8”.然后使用索引数组函数将指定ID的数据进行拆分,拆分为8个字节.大部分OBD指令长度只有一个字节或2个字节.使用条件结构对响应报文的PID代码进行判定,然后提取相应字节的数据进行不同的显示.以PIDOC为例,共代表发动机转速的数据,在报文数据第3、4字节表示发动机转速的数值,换算关系为((A*256)+B)/4.
根据不同的PID代码,分别设置不同的换算关系,我们就可以得到车速、冷却液温度、进气温度、节气门开度等其他数据了.相应数据的接收与数据显示的程序框图如图2所示：
5实车测试与应用
将硬件线路连接到实验车辆的OBD诊断座上,然后运行我们所设计的汽车发动机测控教学系统软件,进入发动机运行数据显示界面.启动车辆,使发动机在怠速状态下运行,在软件面板中设置好总线的波特率,点击“打开设备”按钮,可以看到面板上出现了动态的实车运行数据.
可以看到,系统显示的数据动态变化,可以通过数值、仪表、波形等多种方式进行显示,实时性好.将本系统应用于汽车检测相关专业的教学实践中,可以极大降低设备采购成本,易于进行二次开发,功能丰富而且实用,具有较高的推广价值.
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汽车发动机论文范文结:
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